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翌光科技張國輝：OLED在汽車照明中的應用

2019-12-06

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編者按：在2019年12月5-6日在上海舉辦的“中國國際車燈技術峰會”上，來自主機廠、車燈及光源廠家的技術專家熱烈討論未來車燈發展趨勢及各種新型光源在車載中的應用。翌光科技副總經理張國輝發表了題為《OLED技術在汽車尾燈中的應用》的演講。OLED尾燈技術獲得了與會者的極大關注，會后我們不斷收到希望詳細了解相關信息的需求。因此我們編輯整理了相關報告資料，以饗讀者。

圖1：OLED在汽車尾燈中的應用

美好生活對更優質光源的需求

在歷史的很長時間內，“足夠亮”一直是對光源的第一需求。隨著電光源乃至后續的無機半導體光源的出現，”亮“已經成為一個被完全滿足甚至過分滿足的需求。

在日常行車時我們或多或少都有被道路上方的監控補光燈“閃“了一下的感受，也都曾經有過會車時如果對方開啟遠光燈帶來的視覺困擾。如果在夜間，瞬間的強光造成的短暫”失明“會對行車造成潛在的交通事故風險。同樣作為起到警示后車人員作用的尾燈，隨著LED光源的廣泛使用，如果設計不當、尾燈過亮/局部炫光等問題會造成后車人員的視覺不舒服及疲勞，也成為生活中的一個普遍被吐槽的痛點。車燈的一大功能就是為人類的視覺服務，因此未來追求視覺舒適化是車燈發展的方向之一。

同時對于一輛汽車來說，外觀表達了品牌的審美、品味，體現了品牌的獨特性。而作為重要的視覺組件車燈，更是成為進行品牌區隔的符號和載體。比如在車燈領域不斷推陳出新、總是占據創新源頭的奧迪，親切地被人稱為“燈廠”，賣車只是順便的事。而注重符號化設計、通過車燈的外形及內部結構造型、展示汽車本身的一些元素符號，在這方面，標準化的鹵素燈表達能力有限，而新的半導體技術OLED及LED則為此提供了廣闊的全新設計空間。

另外，由于汽車智能交互技術的發展，車燈的顯示化成為將來的重要發展趨勢，例如前大燈可通過智能投影方式，為駕駛者以及路上其他相關方提供相應的信息；而尾燈將來的顯示化設計，更多在于在尾燈本身上做顯示設計。

車燈的舒適化、顯示化及符號化，也對車燈光源本身提出了新的要求。

圖2：業界四種光源

圖2是目前業界四種光源。其中前三種均為點光源。前兩者在使用時，均需要用到散射及勻光板等組件。而激光大燈在組成車燈時，也需要濾光鏡及反射鏡部分。而OLED先天就是發光均勻的面光源，無需其余光學組件。從應用領域來看，前兩者是大燈、尾燈、內飾通用型的。而激光大燈因為其光線準直性好，重點應用于前照燈的遠光部分，而OLED因其柔和，更多定位與尾燈的位置燈及內飾照明部分。

OLED光源對車燈設計帶來的獨特優勢

首先從最直觀的表現看，OLED的形體比較美。形體美主要表現在發光均勻帶來的舒適感、邊界清晰帶來的爽利感、厚度薄帶來的輕盈感。其次，可以通過顯示化實現智能交互。這主要得益于OLED的高響應速度、單屏像素化設計以及可實現灰度顯示。

第三，OLED可實現透明化，之前曾與客戶設計了透明的OLED尾燈，透過前面燈片，可以看到后面疊加燈片的發光。疊加效果非常漂亮。第四，如果未來將現在用的玻璃基板，更換為柔性塑料襯底，還可以實現柔性照明。

翌光柔性OLED屏體

圖3是我們做的一個柔性樣品的視頻。大家可以看到，可以做二維的彎曲，表面非常均勻、而且燈片非常薄僅在0.1-0.2mm之間。第五、OLED屏體可以實現變色設計。當然，應用于尾燈領域，因為法規要求僅需要紅色就可以。但在內飾等應用，就可以用到變色功能。我們通過屏體設計，可以實現CIE坐標圖上，藍色坐標與黃色坐標間，所有直線上點的連續顏色變化，獲得變色照明的效果。

翌光科技在汽車尾燈方面的工作進展

翌光科技2015年成立，技術源自于清華大學。2016年9月建設完成了國內最先進的OLED照明量產線。在OLED尾燈技術開發過程中，與華域視覺、星宇車燈、長城汽車等在OLED樣燈制備及車燈開發方面一直以來保持密切合作。在車用尾燈技術及量產開發項目上，OLED車載紅光壽命（LT70）2015突破3000小時、2016突破6000小時，到目前已達到20000小時以上。2017年與華域合作推出小鵬bate版尾燈及Q3尾燈售后版，實現小批量化。

圖5：小鵬汽車bate版尾燈

圖6：Audi Q3尾燈（售后）

可靠性難題的解決與保障！

OLED在顯示領域已獲得廣泛應用，最大的應用市場為手機。根據IHS于2018年第三季度的統計，OLED屏幕手機銷售額，已經在所有智能手機中占61.1%，確立了主流應用的地位。

但是目前OLED車載尾燈的應用占比還非常低，從技術上來看，主要在于消費電子與車載品對產品性能及可靠性的要求差異非常大所帶來的技術問題的解決以及產品導入周期的漫長。從價格來說由于目前成本較高，初期主要從一些高端車型上進行應用。

技術方面來看，例如，亮度方面，手機屏幕或電視機，亮度需求一般最高500nits，但車載尾燈一般1000-2000nits間；工作溫度范圍，手機等一般在-20℃-70℃，但車載品要求在-40℃-105℃間；壽命來看電子消費品一般2-3萬小時，而車載產品要求10年以上。還有輻照問題，一般消費品幾乎不用考慮太陽輻照問題，但車載品，4500MJ/m2是基本的入門門檻。

歸納來說，OLED尾燈大批量量產應用的可靠性需求：從技術層面看，要解決車用環境下耐高溫、高溫高濕、震動、輻照等問題；從制造層面看，需要按車規體系進行集成化、可追溯化生產，達到產品批量一致可靠性。

技術層面可靠性難題的解決：

耐高溫OLED的設計與選材及器件結構有密切關系。一般常用OLED耐溫性能不佳，不能應用于車載體系。我們通過耐高溫材料的選擇、特殊器件結構的設計、疊層OLED結構的設計引入、特定的光學設計等，解決了耐高溫及抗輻照的問題。

通過參考車載行業標準，同時結合我們與車燈廠、主機廠多年來的溝通，識別對應OLED測試項目，重點涵蓋了存儲、工作、濕熱、震動、輻照、靜電等。我們的OLED屏體均已通過對應測試。

在整個技術研發周期中，截至2019年8月，翌光共持有專利242余件。其中大部分為發明專利，涵蓋材料、器件、電路、工藝、設備和終端等領域。

制造層面可靠性的系統保障：

車載產品要求制造產品的一致性、可靠性，制造過程的可追溯化及自動化。如圖6我們車間采用無塵室設計、整體千級局部百級；從基板來料到關鍵的蒸鍍、封裝可實現集成化、自動化生產；對于過程關鍵工藝參數，設備可做自動化的監控與報警；并建有完善的檢驗、追溯體系。在2018年底，翌光科技已經順利通過了IATF16949車規體系認證。

圖7：翌光OLED照明產線

成本，暫時是，但并不是真正的難題

很多人對OLED尾燈的第一印象是貴，也因此目前更多的局限在高端車型上的量產應用。但如果仔細分析，OLED的成本高并不是先天注定的。從屏體結構及工藝制程來看，OLED相比LED產業鏈更短、工序更少、結構更簡單，未來有很大的成本降低空間。

規?；a、更高規模世代線的建設、OLED顯示產業的發展帶來的產業鏈協同降本溢出等，也都意味著OLED照明屏體降本的巨大潛力。而形成良好的應用市場與成本降低曲線，有助于產業的高速、健康發展。

感謝及展望

最后，我想借此機會感謝一直以來，與翌光科技密切合作、溝通的主機廠及車燈廠等，正是你們的溝通、支持，使我們逐步克服OLED尾燈應用的難題，技術獲得長足發展。

目前，OLED的應用還主要是瞄準尾燈的位置燈部分，下一步我們將持續與主機廠、車燈廠一起，進一步挖掘發揮OLED柔性、可變色、超薄的優點，拓展OLED在車載領域，如內飾方面閱讀燈、氛圍燈等領域的應用。相信通過產業相關方的協同合作，我們可以一起將更新、更好的技術導入產業中，為客戶、為每個人的美好生活，帶來更多的價值。

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